Тема 7 . Взаимодействие бокового и продольного движений самолета . Штопор самолета.

Тема 7.1. Принципы взаимного влияния продольного и бокового движения.

Взаимодействие бокового и продольного движения происходит в результате существования так называемых связей продольного и бокового движения. Условно эти связи можно разделить на 3 вида :

1. 
   Кинематические связи в продольном и боковом движении (перекрестные связи)
   
2. 
   Аэродинамические перекрестные связи продольного и бокового движения
   
3. 
   Инерционные перекрестные связи бокового и продольного движения
   

Тема 7.1.1. Кинематические перекрестные связи бокового и продольного движения.

Рассмотрим вращение самолета относительно продольной оси . При вращении самолета вокруг оси происходит периодический переход угла атаки в угол скольжения и наоборот. При этом α и β меняют свои знаки.

При наличии угловой скорости , которая относится к боковому движению происходит изменение угла атаки и момента тангажа, который относится к продольному движению. Кроме того, периодически изменяется β и момент рысканья.

Тема 7.1.2. Аэродинамические перекрестные связи.

Пусть ЛА имеет - угловую скорость , в результате которой происходит изменение угла атаки α. Если при этом на ЛА действовал какой либо из моментов или , то в результате проявления перекрестных аэродинамических связей от момента будет изменяться.

Если отклонить руль направления на фиксированную величину и увеличивать α , то по мере уменьшения путевой устойчивости угол скольжения будет увеличиваться.

Если создать вращение по крену и одновременно увеличивать угол атаки , то угловая скорость крена будет уменьшаться.

Если на большом угле атаки отклонить руль направления (т.е. создать скольжение), то угол атаки начала срыва потока уменьшается и может произойти сваливание самолета.

Тема 7.1.3. Инерционные перекрестные связи.

Рассмотрим вращение ЛА относительно оси, проходящей через вектор скорости. Заменим носовую и хвостовую части сосредоточенными массами. В результате на эти массы будут действовать инерционные силы.

---

Видно, что при вращении ЛА относительно оси проходящей через вектор скорости (данный вид движения относится к боковому, т.к. имеются составляющие и ). Возникает инерционный момент тангажа , который приводит к самовращению угловой скорости и тангажа и росту угла атаки (данный вид движения относится к продольному ).

Рассмотрим вращение ЛА в другой проекции:









Тема 7.1.4. Гироскопический момент ротора силовой установки .



Тема 7.1.5. Действие инерционных моментов при отклонении органов управления .

Если отклонить ручку вправо и на себя , то возникает момент рысканья направленный влево. Данный момент также имеет инерционную физическую сущность.

Тема 7.1.6. Проявление аэроинерционного взаимодействия продольного и бокового движения на М<Mкр. Аэроинерционный резонанс .

При рассмотрении кинематических связей взаимодействия продольного и бокового движения было показано, что наряду с изменением угла α и β происходит изменение момента тангажа и момента рысканья.

Частота изменения указанных моментов зависит от угловой скорости вращения самолета. Когда изучали динамические свойства ЛА в продольном и боковом движении было показано, что ЛА имеет собственные свойства в продольном и боковом движении. В число этих собственных свойств относится собственная круговая частота . Если частота изменения моментов тангажа и рысканья при вращении ЛА совпадает с собственной частотой в продольном или боковом движении ,то может возникнуть аэродинамический инерционный резонанс, в результате которого может резко увеличиться нормальная или боковая перегрузка.

---

Перебалансировка ЛА при вращении по крену .

При вращении самолета относительно оси совпадающей сего собственной на него действует момент тангажа.



Самолет будет сбалансирован , когда

Определим критическую скорость по углу атаки.

Балансировочное значение угла атаки с ростом ω увеличивается и может привести к







При достижении этой скорости самолет по α не балансируется.

Аналогично определяется :

Инерционное вращение (аэроинерционное самовращение(АС))

АС возникающее при превышении .

АС-это самопроизвольное движение ЛА относительно 3-х осей с большой угловой скоростью и значительными угловыми ускорениями сопровождающиеся быстрым изменением положительных или отрицательных углов атаки и скольжения , а также нормальные и поперечные перегрузки.

Рассмотрим случай самолета при вращении по крену вправо достигает критических на отрицательных .При этом изначальное скольжение было положительно .

При достижении критической скорости вращения по углу скольжения величина β будет сохраняться при не отклоненном руле направлении ,т.к. Ла на отрицательных углах атаки поперечно неустойчив ,то при положительном угле скольжения момент будет также положителен в результате чего, угловая скорость вращения по крену будет сохраняться даже при нейтральном положении элеронов Мy.,т.е. получили режим АС.

α<0 –чтобы ЛА был поперечно неустойчив

(Мх)β –обеспечивает самовращение самолета

Балансировка ЛА на вираже с учетом гироскопического момента.

---

Рассмотрим балансировку ЛА на режиме установившегося виража ,т.е. вираж выполняется с постоянным креном и постоянной поступательной скоростью.



Запишем уравнения балансировки на установившихся виражах

относительно продольной оси

относительно оси ОY

относительно оси OZ

Определим балансировочное отклонение релей .

Гироскопическим моментом пренебрегаем .

На вираже необходимо дополнительное отклонение руля высоты на кабрирование для компенсации момента

– на вираже необходимо отклонить руль направления в сторону выполнения виража (левый вираж – отклонение влево) для компенсации момента

величина и направление отклонения элеронов на вираже зависит от конкретных аэродинамических компонентов самолета

Противодействует спиральный момент ,который направлен на увеличение и момент и момент от отклоненных релей направления, который направлен на уменьшение крена.

Гироскопический момент ротора двигателей влияют на выполнение виража. При роторе левого вращения и выполнении левого виража гироскопический момент тангажа мешает, а гироскопический момент рысканья помогает выполнению виража.

Тема 7.2 Сваливание и штопор ЛА

Сваливание возникающее на больших углах атаки самопроизвольное расходящиеся – апериодическое или колебательное движение ЛА не прекращающихся без уменьшения угла атаки .

Это критический режим , который быстро развивается при превышении более чем на 4-5 максимально допустимой в эксплуатации положительного или отрицательного угла атаки.

---

при котором происходит сваливание

Критерием наличия режима сваливания является самопроизвольное увеличение угловой скорости ЛА боле 0.1( )

Штопором называется самопроизвольное пространственное движение ЛА (обычно вращательное ) на больших положительных и отрицательных углах атаки ,превышающих обусловленные взаимодействием аэродинамических сил и моментов. Обычно штопор развивается после сваливания ЛА , при этом возникают значения момента тангажа, рысканья.

Тема 7.2.1 Классификация режимов сваливания

1.“Сваливание на нос ”ЛА самопроизвольно опускает нос несмотря на отклонение ручки на себя для поддержания исходного горизонтального полета. Некоторое время увеличивается скорость , а затем вновь увеличивается угол атаки и сваливание повторяется.

2. Глубокое сваливание –ЛА самопроизвольно кабрирует , вследствие продольной неустойчивости и недостаточности продольной управляемости , выходит на вторую устойчивую ветвь диаграммы mz на большие закритические α(45-60) и снижается с большой вертикальной скоростью .

Тут не наблюдается значительных разварачивающих и кренящих моментов , т.к. имеет место срыв потока на крыле.

Глубокое сваливание возникает на ЛА пониженным запасом продольной устойчивости из-за недостатка демпфирующего момента ,т.е. при определенном угле атаки стабилизатор становится на упор и дальнейшее работы автоматики не возникало.

ЛА становится статически неустойчивым и уходит на вторую ветвь устойчивости на большие закритические углы .

3.Сваливаниеколебаельное –возникает при парировании рычагов управления на больших α преимущественно по крену и ψ с возрастанием амплитуды колебания и при значительной угловой скорости .Он наблюдается на ЛА с большой поперечной и малой продольной устойчивостью .

4. Сваливание в пространственное апериодическое движение

а. Сваливание на крыло из-за несимметричного срыва потока.

б. Сваливание по курсу?????????????из-за потери динамической устойчивости .

в. Сваливание с интенсивным кабрированием (скоростной подхват) на ЛА со стреловидным крылом.

Методы вывода из сваливания

1.Поставить рычаги управления в нейтральное положение и энергично отклонить руль на пикирование .

---

Смотрите также файлы

• Программа среднего профессионального образования 40. 02. 01. Право и организация социального обеспечения.pdf

• Нао карагандинский технический университет имени абылкаса сагинова.doc

• Особенности учёта основных средств в бюджетных учреждениях.docx

• В. Е. Якунин Тольятти 2020г.docx

• Покров пресвятой богородицы православный праздник Покров Пресвятой Богородицы.pptx